监测环境紫外辐射对生态系统和人类健康至关重要，但传统紫外剂量计缺乏检测 DNA 水平损伤的分子敏感性。本文提出一种基于 CRISPR/Cas12a 的生物传感平台，通过检测 DNA 激活子中紫外诱导的胸腺嘧啶二聚体来量化太阳紫外暴露。该系统利用胸腺嘧啶二聚体导致 crRNA 与 DNA 激活子错配，从而抑制 Cas12a 的顺式识别...
鸭瘟病毒（DPV）是畜禽环境中高传染性的α-疱疹病毒，可造成鸭群严重发病和经济损失，亟需特异性诊断工具。本研究开发了一种用于检测DPV强毒株的新型荧光生物传感器（R-C-CHA），将重组酶聚合酶扩增（RPA）、CRISPR/Cas12a系统和催化发夹组装（CHA）信号增强策略相结合。RPA引物针对DPV-CHv保守UL2基因区域设计...
高危人乳头瘤病毒（HPV）尤其是HPV16 E7的早期检测对宫颈癌预防至关重要。本文报道了一种新型、便携、免仪器的生物传感平台，将重组酶聚合酶扩增（RPA）与CRISPR/Cas12a介导的检测集成于微流控纸基分析装置（µPAD），用于双链DNA（dsDNA）的比色可视化读出。该µPAD具有七个功能区域，包含冻干RPA和CRISPR...
针对双管法开盖操作带来的气溶胶污染风险，本研究基于双管重组酶辅助扩增（RAA）-CRISPR/Cas12a 系统开发了一种单管法生物传感器。为进一步提升猫细小病毒（FPV）的肉眼可视化和便携检测能力，引入侧流层析试纸条（LFS）技术构建单管-LFS 法。单管法和双管法的检出限均为 4.277 copies/μl，单管-LFS 法为 ...
人型支原体（Mycoplasma hominis，MH）是常见条件致病菌，与多种泌尿生殖道感染及严重不良妊娠结局密切相关。现有 MH 检测方法如微生物培养和 qPCR 耗时长且依赖复杂设备，不适合快速或简易检测场景。本研究通过协同整合重组酶聚合酶扩增（RPA）、CRISPR/Cas12a 介导的靶核酸识别和侧流生物传感器，建立了可视...
本研究报道了一种用于快速、准确检测细菌的便携式低成本生物传感器，可为临床护理中的感染控制提供新工具。作者提出一种基于变构 DNA 探针直接调控 Cas12a 反式切割活性的简单高灵敏大肠杆菌检测策略。变构检测探针将目标识别序列与 CRISPR/Cas12a 系统的抑制性适配体整合在一起；当探针结合特定目标后发生构象变化，从而消除对 ...
抗生素残留会促进细菌耐药。为满足抗生素残留及相关耐药基因丰度的快速、准确、现场检测需求，作者报道了一种智能手机集成的多模态检测平台，可同时、准确、视觉定量检测氨苄西林（AMP）和β-内酰胺耐药基因blaTEM。该平台基于磁性分离单元和信号单元：氨基化互补DNA链（NH2-cDNA）通过Michael加成/席夫碱反应负载于Fe3O4@...
基于CRISPR/Cas的诊断方法具有高度特异性，但依赖荧光标记探针和复杂核酸提取流程，限制了现场应用。为此，本文开发了一种无标记、免设备的检测平台，整合FTA卡核酸提取、CRISPR/Cas12a识别和预折叠G-四联体（G4）–硫黄素T（ThT）信号报告系统。该平台利用G4与ThT的结构结合产生可见荧光，避免昂贵的荧光标记；FTA...
病原菌严重制约芸薹属白菜（Brassica rapa）生产，气候变化与种植模式变化加剧病害发生。田间多通道快速诊断方法有助于病害早期发现与控制。本研究建立了一种多通道侧流生物传感器（LFB）与 CRISPR/Cas12a 切割检测相结合的方法，用于同时检测白菜四种病害。主要创新包括：（1）通过优化 crRNA 二级结构提高特异性与灵...
本文是《生物传感器：食品、环境与农业传感技术》研究专题的编辑评论。生物传感器由核酸、抗体、酶、细胞或微生物等生物元件与光学、电学或机械等物理化学检测器组成，近年来在食品、环境和农业领域快速发展。过去五年，Web of Science 中以“biosensor”为关键词的论文每年超过 5000 篇，多种生物传感器被设计用于高效、多路复...
石墨烯场效应晶体管（GFET）因在生物分子信号放大方面具有优异性能，被广泛用于生物传感，在临床诊断的高灵敏度和即时检测方面具有巨大潜力。然而，复杂制备步骤是限制 GFET 进一步研究和应用的主要瓶颈。本研究提出一种模块化制备技术，通过 3 个独立步骤构建微流控 GFET 生物传感器。通过引入低熔点金属电极和复杂流道，保持石墨烯结构完...
金黄色葡萄球菌耐药性分析对降低肺炎等疾病死亡率至关重要，但耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的敏感准确检测仍具挑战。本研究开发了一种基于 CRISPR/Cas12a 系统的荧光生物传感器，用于无标记、超灵敏检测 MRSA 中的 mecA 基因。该传感器利用 Cas12a/crRNA 特异性识别 mecA 基因，识别后触发 Cas1...
针对病原菌感染快速检测需求，本研究开发了一种低成本、高灵敏的电化学生物传感平台。该平台采用喷墨打印技术在塑料基底上制备金纳米颗粒（AuNPs）工作电极和银纳米颗粒（AgNPs）参比电极，并以蜡层绝缘。传感器利用 CRISPR/Cas12a 系统识别目标病原菌基因组中的特异性 DNA 序列；当 Cas12a/gRNA 复合物识别靶标后...
本文报道了CRISPR/Cas12a反式切割激活的一种新调控机制：与向导RNA部分匹配的小型环状DNA纳米结构（Cir-mediator）仅能极弱地激活Cas12a核糖核蛋白（RNP），而将其线性化后可恢复激活。基于此，作者建立了自催化Cas12a环状DNA扩增反应（AutoCAR）体系，使单个核酸靶标可激活多个RNP，大幅提高每个...
骨关节炎（OA）因高经济负担、致残性和疼痛已成为严重社会问题。现有临床影像手段虽能评估OA发生与进展，但通常只能在出现明显结构退变和临床症状的II期检出，而血管内皮生长因子（VEGF）诱导的血管生成在OA早期及全程均存在，使VEGF相关基因序列有望成为早期诊断和疾病监测的生物标志物。本文开发了一种简便、快速的VEGF相关单链DNA（...
利用不同模态相互交叉验证的多模态分析策略可有效降低假阳性或假阴性，保证检测结果准确性。本文建立了一种比色、光热和荧光三模态 CRISPR/Cas12a 检测平台（CPF-CRISPR）。设计 MNPs-ssDNA-HRP 信号探针作为底物，用于触发三种信号输出。当存在 DNA 靶标时，MNPs-ssDNA-HRP 被激活的 CRIS...
CRISPR/Cas 生物技术为生物传感器开发提供了高效平台。现有 CRISPR/Cas12a 传感系统虽可用于核酸、小分子、小蛋白和微生物检测，但均依赖 DNA 报告子，限制了进一步应用。本研究建立了一种基于 RNA 报告子的 CRISPR/Cas12a 生物传感系统。基础系统中，Cas12a 与 gRNA 形成核糖核蛋白复合物，...
本研究提出一种基于CRISPR/Cas12a检测3′–5′外切酶活性的方法。3′–5′外切酶（Exo III）参与DNA修复、复制校对等细胞过程，其表达失衡与癌症等疾病风险增加相关。作者将Cas12a激活序列构建于发夹探针（HP）的5′端，使探针形成平末端。当HP的3′端被Exo III水解时，原本隐藏的Cas12a激活序列被暴露，...
针对清真食品掺假这一全球性问题，本文提出一种基于CRISPR/Cas12a介导的重组酶聚合酶扩增（RPA）检测方法，将RPA等温扩增与Cas12a切割相结合，用于检测食品中的猪源成分。作者优化了Cas12a切割步骤的试剂浓度，并设计筛选了靶向线粒体细胞色素C氧化酶亚基I（COX1）基因保守区域的向导RNA（gRNA）。该方法在5–1...
CRISPR/Cas系统因侧切活性成为分子生物传感工具，但直接用于原位细胞内检测仍具挑战。本文首次提出CRISPR/Cas辅助纳米针传感器nanoCRISPR，用于活细胞内ATP检测。该传感器采用两步过程：先在细胞质中呈现与纳米针连接的适配体锁定Cas12a激活子，ATP识别事件使固定在纳米针上的激活子解锁；随后将纳米针从细胞取出，...